O carboximetil celulosa de sodio (CMC) é un composto de polímero moi usado en moitas industrias como alimentos, medicamentos, cosméticos, téxtiles, papel e perforación de aceite. Obtense mediante modificación química da celulosa. As súas características estruturais son que algúns grupos hidroxilo nas moléculas de celulosa son substituídos por grupos carboximetílicos (–CH2COOH) e combinados con ións de sodio para formar sales de sodio solubles en auga.
1. Estrutura e propiedades químicas
A fórmula química da celulosa carboximetil de sodio é (C6H7O2 (OH) 2CH2COONA) N, que ten certa solubilidade e absorción de auga. A súa estrutura básica é unha estrutura lineal composta por moléculas de monómeros de celulosa-glicosa. Despois da modificación química, algúns ou todos os grupos hidroxilo das moléculas de celulosa son substituídos por grupos carboximetílicos para formar moléculas solubles en auga con cargas negativas. En concreto, a cadea molecular da celulosa carboximetil de sodio contén un gran número de grupos carboximetílicos (–CH2COOH), que poden interactuar con moléculas de auga, dándolle boas características de solubilidade e viscosidade.
CMC ten as seguintes propiedades básicas:
Solubilidade de auga: o carboximetil celulosa de sodio pódese disolver rapidamente na auga para formar unha solución coloidal uniforme.
Viscosidade: a solución acuosa CMC ten unha alta viscosidade e a viscosidade está relacionada co seu peso molecular e concentración de solución.
Estabilidade: o CMC ten unha boa estabilidade para o ácido, alcalino e alta temperatura, pero nun ambiente de ácido forte ou alcalino, a estabilidade de CMC diminuirá.
Axustabilidade: axustando o peso molecular e o grao de substitución de CMC, as súas propiedades físicas e químicas poden controlarse con precisión.
2. Método de preparación
O carboximetil celulosa de sodio adoita prepararse reaccionando a celulosa e o cloroacetato de sodio nun ambiente alcalino. Os pasos específicos son os seguintes:
Pretratamento da celulosa: en primeiro lugar, lava a celulosa (como a fibra de algodón) para eliminar as impurezas.
Reacción de alcalinización: a celulosa pretratada reacciona coa solución de hidróxido de sodio para separar a parte hidroxilo na molécula de celulosa para formar unha sal de celulosa activa.
Reacción de substitución: En condicións alcalinas, engádese cloroacetato de sodio e reacciona o cloroacetato de sodio coa celulosa de sodio, de xeito que os grupos hidroxilo das moléculas de celulosa son substituídos por grupos carboximetilo.
Lavado e secado: despois de completar a reacción, o produto lava con auga para eliminar as impurezas e finalmente obtense purificado de carboximetil celulosa sódica.
3. Campos de solicitude
Debido á súa boa solubilidade en auga, engrosamento e estabilidade, a celulosa carboximetil de sodio é moi utilizada nos seguintes campos:
Industria alimentaria: como espesante, estabilizador, emulsionante, axente geligador, etc. Atópase normalmente en alimentos como xeado, marmelada, temperado, sopa instantánea, etc. A súa función principal é mellorar o sabor dos alimentos, ampliar a vida útil e aumentar a coherencia.
Industria farmacéutica: como aglutinante, axente de liberación sostida, axente de suspensión e espesante para drogas, úsase en tabletas, cápsulas, líquidos orais, pomadas tópicas e outros preparativos. Ademais, CMC tamén se usa como material hemostático para cirurxía e materiais dentais.
Industria cosmética: usada na produción de locións, cremas, xampús, pastas de dentes e outros produtos como espesante e estabilizador. Pode axustar a viscosidade do produto e mellorar a experiencia do usuario.
Industria de fabricación de papel: como axente de tratamento superficial para o papel, CMC pode mellorar a forza, a resistencia á auga e a impresión do papel e reducir o po na superficie do papel.
Perforación de aceite: durante a perforación de aceite, o CMC úsase na perforación de fluído para engrosar e estabilizar o fluído de perforación, axudar a eliminar os cortes de rocha ao redor da broca e estabilizar a parede do pozo.
Industria téxtil: como un aditivo de pasta de dispersante de colorante e impresión, CMC pode mellorar a uniformidade de tinguidura e a calidade dos téxtiles.
4. Seguridade e impacto ambiental
O carboximetil celulosa de sodio considérase xeralmente seguro e o seu uso en alimentos e medicamentos foi aprobado polo códice internacional de aditivos alimentarios e as normas relevantes de moitos países. Non é tóxico para o corpo humano e non terá un impacto significativo no ambiente ecolóxico, polo que é moi utilizado.
Non obstante, aínda que o propio CMC é ecolóxico, o seu proceso de produción pode implicar o uso dalgúns reactivos químicos e problemas de tratamento de augas residuais. Polo tanto, é necesario prestar atención ás medidas de protección ambiental durante o proceso de produción para reducir a emisión de substancias nocivas.
O carboximetil celulosa de sodio é un material de polímero moi utilizado e multifuncional. As súas propiedades engrosantes, estabilizadoras e geladas fan que sexa importante para moitas industrias. De alimentación, medicina á industria, CMC xoga un papel importante. Co avance continuo da tecnoloxía no futuro, o campo de aplicación de CMC pode ampliarse aínda máis.
Tempo de publicación: febreiro-20-2025